Els humans mai construiran naus espacials?

"Vam viure entre les estrelles?"

Aquesta és la gran pregunta de Rachel Armstrong, i una de les quals ha decidit respondre. Professor d’arquitectura experimental a la Universitat de Newcastle al Regne Unit, Armstrong ha estat pensant en la construcció zero-g per a tota la seva trajectòria i sobretot des de la seva incorporació a Icarus Interstellar, un projecte internacional dissenyat per promoure i facilitar el vol interestel·lar al segle XXI. "Té a veure amb anar més enllà dels nostres límits i ser més que el que tenim ara", diu. “La qüestió de la nau espacial tracta realment de la naturalesa de la humanitat. I això és diferent de preguntar-nos si llauna construeix una nau espacial."

La llauna o la no pot estar subjecta a canvis, però el que seria o no seria un producte de la humanitat mateixa: el nostre raonament, les nostres prioritats. El context de la qüestió de la nau espacial és el creixement de la població, el deteriorament ambiental, la investigació científica i l’impuls per explorar. En comparació de tot això, definir el tema de la investigació és fàcil: una nau espacial, segons Armstrong, és un vaixell que es pot utilitzar per transportar la vida orgànica a mons més enllà del nostre sistema solar. Hi ha dues característiques principals que separen una nau espacial d'altres tipus de naus espacials: la capacitat de mantenir la vida a bord per a una llarga quantitat de temps i la capacitat de portar aquesta vida a altres llunes i planetes.

La vida a l’espai és una cosa que podem fer. Això és el que ofereix l’ISS. El que la ISS no pot fer és moure's per distàncies galàctiques. La propulsió és quan es tracta de naus estel·lars. Els científics estimen que per arribar a un altre sistema estel·lar dins dels 100 anys, una nau espacial hauria de viatjar al voltant del 10 per cent de la velocitat de la llum. Sense una unitat d'ordit, les coses són complicades.

De totes les tecnologies actuals o proposades, Armstrong pensa que les veles solars són les més realistes. Una vela solar utilitza bàsicament la pressió de radiació emesa per les estrelles com a força impulsora. La pressió de la radiació, en aquest cas, empenyeria contra grans miralls ultrafins connectats a la nau espacial com una vela, movent-la cap endavant a velocitats molt altes. Aquest és un tipus de propulsió (comparativament) assequible. De fet, és tan barat que siga la base del projecte LightSail de The Planetary Society, que va organitzar un vol de proves el juny de 2015. No hi ha necessitat de portar i emmagatzemar cap tipus de propulsor a bord.

"De fet, podem començar a construir-ho", diu Armstrong.

Però hi ha inconvenients. Si trossos de residus i pols espacials inesperats arriben al material fi de la vela, tot es pot danyar irreparablement en qüestió de segons. Armstrong diu que una sonda robòtica de cerca d’aquest tipus d’escombraries espacials podria ajudar a proporcionar una alerta primerenca, però la vela encara haurà de realitzar maniobres evasives. Si no hi ha sistemes de propulsió de seguretat a bord, els astronautes estarien a la perfecció amb les pressions de radiació i els vents solars, que són menys que previsibles.

Hi ha altres tecnologies de propulsió més radicals que probablement tinguin més sentit per a grans naus. El poder nuclear té més sentit. Ja podem fer la fissió nuclear (com alimentem els reactors nuclears aquí a la Terra), però seria la fusió nuclear molt més eficient. Moltes altres tecnologies conceptuals es basen en la tecnologia de fusió, com ara utilitzar làsers i feixos d’electrons per impulsar un vaixell cap endavant. Lamentablement, sembla que no estem més propers a la realització de la fusió que no pas fa una dècada.

L’altre gran obstacle per al disseny de la nau espacial és l’habitabilitat. Una cosa és enviar les persones a l’espai i una altra per mantenir-les vives. Armstrong afirma que això es pot fer, però només amb el sòl.

"Si anem a sobreviure, necessitarem terres", diu. "Aquí és on és la matèria orgànica".

El sòl és necessari per al creixement de les plantes, que és necessari per produir oxigen, fruites i verdures. Diferents tipus de plantes també poden proporcionar una gran quantitat de materials orgànics diferents en una gran varietat de circumstàncies. Malauradament, aquesta investigació és difícil de seguir. El Tractat d’espai exterior internacional de 1967 limita els experiments sobre microorganismes en un entorn extrem. Suposant que es va modificar el tractat, els científics haurien de trobar una manera d’utilitzar processos químics dinàmics per a la terraformació de zones altament localitzades. Això requeriria "sòls super".

"Podem dissenyar teixits complexos de protecció de la vida que van més enllà de la idea que l'aigua i l'aire es barregen en certes proporcions", diu Armstrong. "Si introduïu estratègicament diferents tipus d’organismes i, fins i tot, teixits tecnològics, podríem trobar que els sòls poden fer molt més del que fan naturalistes".

La biologia sintètica podria fins i tot ajudar-nos a les plantes de bioenginyeria que podrien jugar un paper crític en un entorn de nau espacial. Aquestes plantes es podrien produir per produir oxigen en quantitats més grans, viure de menys recursos, filtrar sistemes aquàtics per reciclar aigua potable, produir fruites i verdures a ritmes més ràpids, etc.

Però un hàbitat sostenible no significa només proporcionar recursos per ajudar a fer créixer la vida. Armstrong ha dedicat molt de temps a explorar les "tecnologies vives", en les quals els materials metabòlics actuen com "una interfície o llenguatge químic a través del qual estructures artificials com l'arquitectura poden connectar-se amb sistemes naturals". Aquests materials tenen bàsicament trets metabòlics que els permeten transformar-se en estats diferents a través de processos energètics. Armstrong està molt interessat en entendre com els materials metabòlics podrien participar en la creació d'un paisatge ecològic juntament amb materials estructurals més convencionals.

Un exemple són les "gotes d’oli protocell" que poden moure's per un entorn i sofrir comportaments complexos basats en condicions canviants. Això podria significar ser cada vegada més sensible a la llum; respondre a vibracions i sacsejades; modificar les composicions aèries canviants mitjançant diferents tipus de residus; o fins i tot auto-reparació després d’haver estat danyat. Aquesta última capacitat podria ser especialment útil per crear una capa de casc de nau espacial que ajudi a minimitzar el dany causat per altres objectes invisibles que pateixen espais, com roques petites o trossos de gel.

Aquests obstacles fan que sigui improbable que compleixis amb el termini de lliurament de la nau espacial 2100 que s’autoimposat. Fins i tot si les limitacions tecnològiques no fossin cap problema, les forces econòmiques i polítiques retardarien sens dubte el procés. Tot i així, Armstrong té esperança que, amb un interès creixent per tornar a la Lluna i aconseguir els humans a Mart, aviat podem establir una estació de recerca dedicada exclusivament a considerar com construir una nau espacial.

"Estem molt seriosos en crear una civilització interplanetària", diu Armstrong.

"Tot i que sona ciència-ficció, pensar en naus espacials ens convida a pensar estratègicament sobre la manera de fer les coses a llarg termini, per a les generacions futures. No sabem què passarà a continuació, però hem d'anar al desconegut."